JP2001520245A - 導電性熱硬化性成形組成物および該組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ２極プレートで使用可能な高充填剤導電性熱硬化性組成物が提供され、該組成物を用いて、十分な堅牢性を有し苛酷な燃料電池環境に対して耐久性のある薄壁の導電性・熱伝導性構造物を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景） 本発明は、広くは熱硬化性組成物の分野に関し、より具体的には高い熱及び電
気伝導率を有する熱硬化性組成物から構造物を製造する方法に関する。更に、本
発明は、前記構造物の製造原料及び前記原料の製造方法にも関する。

【０００２】 薄肉で十分な耐クラック性二次加工品において良好な熱及び電気伝導性を有す
る構造物は、前記伝導性を必要とする分野、例えば燃料電池用バイポーラープレ
ートにおいて有用である。

【０００３】 当業界で長年にわたる重大な問題は、イオンがバイポーラープレートから燃料
電池環境に浸出することである。このイオン浸出は、燃料電池内の重積プレート
を分離している膜を無効にするので問題である。イオン浸出は、燃料電池の帯電
、腐食性及び酸性環境により促進される。イオン浸出のために、高い電気及び熱
伝導性金属からなる公知構造物が燃料電池用バイポーラープレートとして使用す
るには有効でないことは広く証明されている。大量のイオン化不純物（すなわち
、イオン化可能な伝導性不純物）を含む公知の構造物でさえ、燃料電池において
バイポーラープレートとして使用するとイオン浸出を受ける。

【０００４】 前記構造物の製造に関わる別の問題はコストが高いことである。構造物の熱及
び電気伝導性を維持しながらイオン浸出の問題を解決するための試みにおいて、
幾つかの従来構造物は炭素−炭素複合材料または他の新規材料のような新規な高
コスト材料を使用してきた。しかしながら、これらの新規材料は、製造に時間が
かかり、原料コスト及び作業コストが高く、こうした高コストは通常燃料電池を
購入する消費者に負荷されている。

【０００５】 前記構造物に関わる更に別の問題は、加工性が劣ることである。例えば、炭素
−炭素をベースとするバイポーラープレートは通常バイポーラープレートに機械
加工され、その後燃料電池の組立て工程中脆い炭素−炭素の薄いバイポーラープ
レートに亀裂または破断が生じないように時間及び労力をかけて取り扱っている
。

【０００６】 前記構造物に関わる別の問題は、クラック発生に耐えるに十分な靱性を有して
いない薄肉構造物ではクラックが発生する可能性があることである。例えば、炭
素−炭素をベースとするバイポーラープレートは通常比較的脆く、燃料電池環境
においてクラック及び／または破断が生じる恐れがある。

【０００７】 前記構造物に関わる別の問題は、十分な伝導性材料を配合することができない
構造物では熱及び電気伝導性が低いことである。例えば、伝導性材料を配合した
公知の成形組成物は、通常０．００５Ω−ｃｍ以上の抵抗率（すなわち、電気伝
導率の逆数）を有する。

【０００８】 従って、低いイオン浸出性、低い製造コスト及び高い加工性を示す薄肉で十分
な耐クラック性二次加工品において良好な熱及び電気伝導性を有する新規で改良
された構造物が必要とされている。また、前記構造物をより低い製造及び加工コ
ストで製造するための新規で改良された方法も必要とされている。更に、前記構
造物のための新規で改良された原料並びに前記原料を製造するための新規で改良
された方法も必要とされている。

【０００９】 （発明の要旨） 本発明によれば、熱硬化性樹脂系に低コストのフィラーを十分に配合すると、
良好な電気及び熱伝導性、低いイオン浸出性、低い製造コスト、高い加工性及び
優れた耐クラック性を有する構造物に形成され得る成形組成物を製造できること
が知見された。高い電気及び熱伝導性を有する構造物を形成するための成形組成
物の製造方法も開発した。

【００１０】 従って、本発明の１態様では、約１０〜約３０重量−重量％の低粘性熱硬化性
バインダー樹脂系及び約７０〜約９０重量−重量％のフィラーを含む熱硬化性成
形組成物が開発された。

【００１１】 本発明の別の態様では、低粘性熱硬化性バインダー樹脂系及びフィラーを、該
フィラーの一体性が保持されるように選択された条件下及び伝導性フィラーが該
バインダー樹脂系で十分に浸潤される条件下で混合することを含む熱硬化性成形
組成物の製造方法も開発された。

【００１２】 本発明の別の態様では、前記した熱硬化性成形組成物から製造される電気的及
び熱的に伝導性の構造物も開発された。

【００１３】 本発明の別の態様では、前記した熱硬化性成形組成物から構造物を製造する方
法も開発され、この方法は、前記した熱硬化性成形組成物を所望の形状に成形し
、その所望の形状を、該熱硬化性成形組成物を実質的に硬化するのに十分な条件
にかけて構造物を形成することを含む。

【００１４】 本発明は、下記する作用効果を有する。本発明は、薄肉構造物において高い耐
クラック性、高い加工性、低いイオン浸出性、低い製造コスト及び高い電気及び
熱伝導率を示す構造物を提供する。また、本発明の成形組成物は腐食性の燃料電
池環境において非反応性であり、よって低いイオン浸出性が達成される。更に、
本発明の成形組成物に含まれる熱硬化性樹脂は、穏和な温度及び圧力下での成形
組成物の加工性を高めるのに十分な低い粘度を有しており、よって燃料電池用薄
肉構造物に成形しやすい。一方、本発明の成形組成物の製造方法によると、該成
形組成物から製造された構造物は任意に高い熱伝導率（すなわち、３（Ｗ／ｍ）
Ｋ以上の熱伝導率）及び導電率（すなわち、０．０１Ω−ｃｍ以下の抵抗率）を
有し得、よって前記構造物は燃料電池においてバイボーラープレートとして使用
される。

【００１５】 本発明は、燃料電池用バイポーラープレートを製造するために使用され得る成
形組成物を提供する。この成形組成物は、クラック発生に対抗するに十分な靱性
及び燃料電池の帯電、腐食性及び酸性環境において使用し続けるためにイオン浸
出耐性を有する薄肉構造物に成形され得る。前記成形組成物は、高い電気及び熱
伝導性をも有している。この成形組成物は低い原料コスト、短い製造サイクル時
間及び短い硬化時間で製造され得るので、低容量・高コストの定置燃料電池及び
自動車業界にとって好適な高容量・低コストの燃料電池のためのバイポーラープ
レートを製造するために経済的に使用され得る。

【００１６】 （発明の詳細な説明） 本発明によれば、低粘性熱硬化性バインダー樹脂系及びフィラーを含む熱硬化
性成形組成物が提供される。

【００１７】 低粘性熱硬化性バインダー樹脂系は、本発明の成形組成物に対する最終用途に
応じて異なる濃度で存在し得る。例えば、低粘性熱硬化性バインダー樹脂系は、
好ましくは本発明組成物の約１０〜約３０重量−重量％の範囲（例えば、本発明
組成物の約１５〜約２５重量−重量％の範囲）で存在し、現在のところ好ましい
範囲は本発明組成物の約１９〜約２３重量−重量％である。

【００１８】 同様に、フィラーも本発明の成形組成物に対する最終用途に応じて異なる濃度
で存在し得る。例えば、フィラーは、好ましくは本発明組成物の約７０〜約９０
重量−重量％の範囲（例えば、本発明組成物の約７５〜約８５重量−重量％の範
囲）で存在し、現在のところ好ましい範囲は本発明組成物の約７７〜約８１重量
−重量％である。

【００１９】 本明細書中、「重量−重量％」は、組成物の全重量の％として測定したときの
組成物中に存在する特定成分の量を意味する。すなわち、例えば、電気的及び熱
的に伝導性の熱硬化性樹脂組成物の成分量を示すときに使用した「約７０〜９０
重量−重量％のフィラー」という表現は、伝導性熱硬化性組成物中に存在するフ
ィラーの量が伝導性熱硬化性成形組成物の重量の約７０〜約９０％の範囲の任意
の値であることを意味する。同様に、「フィラーが本発明組成物の（特定する範
囲の）重量−重量％で存在する」という表現は、伝導性熱硬化性組成物中に存在
するフィラーの量が伝導性熱硬化性成形組成物の重量の特定範囲の任意の値であ
ることを意味する。

【００２０】 本発明で使用されるフィラーには、天然グラファイトフレーク、合成グラファ
イト、熱硬化性成形組成物を形成するためにフィラーの一体性を保持するように
選択された条件下で低粘性熱硬化性バインダー樹脂と混合して、３〜５０（ワッ
ト／メーター）ケルビン［（Ｗ／ｍ）Ｋ］の範囲の熱伝導率及び／または約０．
０００１〜約０．０１Ω−ｃｍの範囲の抵抗率を有する電気的及び熱的に伝導性
の構造物を製造するために使用され得る他の種類のフィラー、及びその適当な組
合せが含まれる。好ましいフィラーには、天然グラファイトフレークが含まれる
。場合により、フィラーは電気的及び熱的に伝導性であってもよい。

【００２１】 フィラーは、各種の形状、サイズ分級、厚さ及び純度レベルを有し得る。

【００２２】 フィラーは、任意に約２０μｍ〜約４．７５ｍｍの範囲、現在のところ好まし
くは約２００〜４００μｍの範囲の平均サイズ分級（メッシュサイズ）を有する
。

【００２３】 更に、フィラーは、任意に約５〜約１００μｍの範囲、現在のところ好ましく
は約１０〜約５０μｍの範囲の平均厚さを有する。

【００２４】 更に、炭素を主成分とする伝導性フィラー（例えば、天然グラファイトフレー
ク、合成グラファイト等）は、任意に約９０〜約１００％の好ましい範囲、現在
のところ好ましくは約９５〜約１００％の範囲の平均純度（すなわち、重量−重
量％基準で測定した炭素含量の％）を有する。炭素を主成分とする伝導性フィラ
ーが低純度では、純度に比例して低い伝導率を有し、イオン浸出傾向の高い構造
物が形成される。

【００２５】 本発明を実施する際に使用される低粘性熱硬化性バインダー樹脂系は以下の前
駆体を含む。すなわち、エポキシビニルエステル樹脂系、（任意にアミン硬化剤
を含む）低分子量フェノール樹脂系、フェノール樹脂硬化剤−エポキシ樹脂の化
学量論比が任意に所定のフェノキシ−エポキシ化学量論比である低粘性エポキシ
樹脂と低分子量フェノール樹脂硬化剤の組合せ、その適当な組合せ等である。

【００２６】 本発明によれば、低粘性熱硬化性バインダー樹脂系を含む前駆体にはエポキシ
ビニルエステル樹脂系が含まれ、本発明を実施する際に使用されるエポキシビニ
ルエステル樹脂系はエポキシビニルエステル樹脂等を含む。エポキシビニルエス
テル樹脂には、ビス−Ａ型エポキシビニルエステル樹脂、ノボラック型エポキシ
ビニルエステル樹脂、その適当な組合せ等が含まれる。

【００２７】 ビス−Ａ型エポキシビニルエステル樹脂は、下記一般構造：

【００２８】

【化１】 ［式中、ｎの値は０〜５であり、Ｒ_１及びＲ_２はそれぞれ独立して

【００２９】

【化２】 （式中、各Ｒは独立して水素及びメチルから選択される） から選択される］ を有する樹脂である。

【００３０】 ノボラック型エポキシビニルエステル樹脂は、下記一般構造：

【００３１】

【化３】 （式中、ｎの平均数は０〜４であり、各Ｒは独立して水素及びメチルから選択さ
れる） を有する樹脂である。

【００３２】 本発明で使用されるエポキシビニルエステル樹脂は、任意に２５℃で約２００
〜約５００ｃｐｓの範囲、現在のところ好ましくは２５℃で約２５０〜約３５０
ｃｐｓの範囲の粘度を有する。

【００３３】 低粘性熱硬化性バインダー樹脂系を含む前駆体の粘度は、所与の温度での粘度
を測定するための当業界で公知の手段を用いて測定され得る。例えば、粘度は回
転式粘度計を用いる方法により測定され得る。回転式粘度計を用いる方法は、Ａ
ＳＴＭ標準規格の年報(the Annual Book of ASTM Standards)（１９９７）にＤ −２１９６−８６及び表題“Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆ
ｏｒ Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｎｅｗ
ｔｏｎｉａｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂｙ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ（Ｂｒｏｏｋ
ｆｉｅｌｄ） Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ”に記載されている。回転式粘度計を用い
る方法に該当するＡＳＴＭ標準規格の年報のすべての部分が援用により本明細書
に含まれるとする。

【００３４】 エポキシビニルエステル樹脂の例には、いずれもミシガン州ミッドランドに所
在のＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている、
Ｄｅｒａｋａｎｅ ４７０−３００（商標）、Ｄｅｒａｋａｎｅ ４１１−３５
０（商標）、Ｄｅｒａｋａｎｅ ４４１−４００（商標）、Ｄｅｒａｋａｎｅ
５１０Ａ−４０（商標）及びＤｅｒａｋａｎｅ ５１０Ｃ−３５０（商標）等、
及びその適当な組合せが含まれる。

【００３５】 本発明によれば、低粘性熱硬化性バインダー樹脂系を含む前駆体には、任意に
アミン硬化剤を含む低分子量フェノール樹脂系が含まれる。

【００３６】 本発明を実施する際に使用される低分子量フェノール樹脂系には、フェノール
系ノボラック基樹脂、レゾール基樹脂、その適当な組合せ等が含まれる。

【００３７】 フェノール系ノボラック基樹脂は、下記一般構造：

【００３８】

【化４】 （式中、ｎの平均数は０〜４である） を有する樹脂である。

【００３９】 本発明を実施する際に使用されるフェノール系ノボラック基樹脂は、任意に約
６０〜約１４０℃の範囲、現在のところ好ましくは約６０〜約９０℃の範囲の軟
化点を有する。

【００４０】 低粘性熱硬化性バインダー樹脂系を含む前駆体の軟化点は、特定前駆体が軟化
する温度である。軟化点は、軟化点を測定するための当業界で公知の手段を用い
て測定される。例えば、軟化点は、環球式方法を用いて測定され得る。環球式方
法は、ＡＳＴＭ標準規格の年報（１９９７）にＥ ２８−９７及び表題“Ｓｔａ
ｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ Ｐｏｉ
ｎｔ ｂｙ ｒｉｎｇ−ａｎｄ−Ｂａｌｌ Ａｐｐａｒａｔｕｓ”に記載されて
いる。環球式方法に該当するＡＳＴＭ標準規格の年報のすべての部分が援用によ
り本明細書に含まれるとする。多くの場合、軟化点は特定前駆体の平均分子量の
間接的尺度であり得る。

【００４１】 レゾール基樹脂は、１００％以上のホルムアルデヒド／フェノールのモル比の
ホルムアルデヒドとフエノールの反応生成物である樹脂である。前記した反応及
び反応生成物は当業界で公知である。レゾール基樹脂には、下記一般構造：

【００４２】

【化５】 （式中、各Ｒは独立して水素、ホルムアルデヒド、フェノール、ホルムアルデヒ
ドとフェノールの縮合生成物、及びその適当な縮合生成物から選択される） を有する樹脂が含まれ、繰返し単位を存在されてもさせなくてもよい。

【００４３】 本発明を実施する際に使用されるレゾール基樹脂は、任意に２５℃で約１００
〜約４００００ｃｐｓの範囲、現在のところ好ましくは２５℃で約１８０〜約３
００ｃｐｓの範囲の粘度を有する。前記粘度は固体含量により異なり、前記した
粘度範囲はそれぞれ５０〜９０％の範囲、好ましくは６０〜６４％の範囲の固体
含量に相当する。

【００４４】 レゾール基樹脂の例には、ケンタッキー州ルイビルに所在のＢｏｒｄｅｎ Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌから市販されているＳＣ １００８等が含まれる。

【００４５】 フェノールノボラック基剤樹脂から成る低粘度樹脂バインダー系にアミン硬化
剤を任意に添加し得る。これらのアミン硬化剤はヘキサメチレンテトラミンなど
である。ヘキサメチレンテトラミンは以下の構造式：

【００４６】

【化６】 を有している。

【００４７】 ヘキサメチレンテトラミンは本発明組成物の約４−約１２重量％の範囲内の量
で任意に存在でき、現在の好ましいヘキサメチレンテトラミンの量は本発明組成
物の約７重量％である。

【００４８】 本発明によれば、低粘度熱硬化性バインダー樹脂系から成る前駆体は、低粘度
エポキシ樹脂と低分子量フェノール樹脂硬化剤との組合せを含み、エポキシ樹脂
に対するフェノール樹脂硬化剤の化学量論比は任意に約６０％−約１１０％の範
囲、例えば、約６５％−約１００％の範囲であり、現在の好ましい範囲は約６５
％−約９０％である。

【００４９】 本発明に従って使用される低粘度エポキシ樹脂としては、フェノールノボラッ
ク基剤樹脂、クレゾールノボラック基剤樹脂、エポキシ化フェノールノボラック
基剤樹脂、エポキシ化クレゾールノボラック基剤樹脂、ビフェニル基剤エポキシ
樹脂、ジシクロペンタジエン基剤エポキシ樹脂、ビス−Ｆ型エポキシ樹脂、ビス
−Ａ型エポキシ樹脂があり、これらの樹脂のいずれかを固体形態または液体形態
で使用してもよく、また、これらの樹脂を併用してもよい。好ましい低粘度エポ
キシ樹脂はエポキシ化フェノールノボラック基剤樹脂であり、現在の好ましい低
粘度エポキシ樹脂はＤＥＮ４３１（登録商標）及びＤＥＮ４３８（登録商標）（
Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ，から市販）であ
る。

【００５０】 “フェノールノボラック基剤樹脂”は上記に定義の一般構造を有する樹脂であ
る。

【００５１】 “クレゾールノボラック基剤樹脂”は、以下の一般構造：

【００５２】

【化７】 〔式中、ｎの平均値は０−３、Ｘの各々は独立に水素及びメチルから選択される
〕を有する樹脂である。

【００５３】 “エポキシ化フェノールノボラック基剤樹脂”は、以下の一般構造：

【００５４】

【化８】 〔式中、ｎの平均値は０−２〕を有する樹脂である。

【００５５】 “エポキシ化クレゾールノボラック基剤樹脂”は、以下の一般構造：

【００５６】

【化９】 〔式中、ｎの平均値は０−２、Ｘの各々は独立に水素及びメチルから選択される
〕を有する樹脂である。

【００５７】 “ビフェニル基剤エポキシ樹脂”は、以下の構造：

【００５８】

【化１０】 を有する樹脂である。

【００５９】 “ジシクロペンタジエン基剤エポキシ樹脂”は、以下の構造：

【００６０】

【化１１】 〔式中、ｎの平均値は０−１〕を有する樹脂である。

【００６１】 “ビス−Ｆ型エポキシ樹脂”は、以下の構造：

【００６２】

【化１２】 を有する樹脂である。

【００６３】 “ビス−Ａ型エポキシ樹脂”は、以下の構造：

【００６４】

【化１３】 〔式中、ｎの平均値は０−５〕を有する樹脂である。

【００６５】 本発明の実施に使用される低粘度エポキシ樹脂は任意に、５２℃で約１４００
センチポアズ−約５００００センチポアズの範囲内の粘度を有している。代表的
な範囲は５２℃で２０００センチポアズ−１５０００センチポアズの粘度範囲で
あり、現在の好ましい粘度範囲は５２℃で４０００センチポアズ−１２０００セ
ンチポアズである。

【００６６】 更に、本発明の実施に使用できると考えられる低粘度エポキシ樹脂は任意に、
約１６５−約２５０の範囲内のエポキシ当量（ＥＥＷ）を有している。好ましい
低粘度エポキシ樹脂（即ち、エポキシ化フェノールノボラック基剤樹脂）の好ま
しいＥＥＷ範囲は１７０−１９０であり、現在の好ましいＥＥＷは１７２−１８
１である。

【００６７】 更に、低粘度エポキシ樹脂は任意に、約−４０℃から約１７０℃の範囲内のガ
ラス転移温度（Ｔｇ）を有している。

【００６８】 本発明に従って使用される代表的な低粘度エポキシ樹脂は、ＤＥＮ４３１（登
録商標）、ＤＥＮ４３８（登録商標）（いずれもＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている）、ＤＥＲ６
６１（登録商標）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉ
ｄｌａｎｄ，ＭＩから市販されている）及びＥｐｏｎ８２８（登録商標）（Ｓｈ
ｅｌｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸから市販され
ている）である。

【００６９】 本発明の実施に有用な低分子量フェノール樹脂硬化剤はフェノールノボラック
基剤樹脂である。

【００７０】 本発明の実施に使用できると考えられる低分子量フェノール樹脂硬化剤の軟化
点は任意に、約６０℃−約９０℃の範囲、例えば約７５℃−約８５℃の範囲であ
り、現在の好ましい範囲は約８０℃−約８５℃である。

【００７１】 更に、本発明に従って使用される低分子量フェノール樹脂硬化剤の分子量は任
意に約２００−約６００の範囲、例えば約３００−約５００の範囲であり、現在
の好ましい範囲は約３７０−約４２０である。

【００７２】 更に、本発明の実施に使用される低分子量フェノール樹脂硬化剤は任意に、約
９５−約１１５の範囲内のヒドロキシ当量（ＨＥＷ）、例えば１００−１１０の
ＨＥＷ範囲を有しており、現在の好ましいＨＥＷ範囲は１０２−１０６である。

【００７３】 本発明に従って使用され得る低分子量フェノール樹脂硬化剤の例は、ＨＲＪ１
１６６（登録商標）及びＨＲＪ１５８３（登録商標）であり、いずれもＳｃｈｅ
ｎｅｃｔａｄｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．（Ｓｃｈｅｎｅｃｔａ
ｄｙ，Ｎ．Ｙ．）から市販されている。

【００７４】 本発明によれば、低粘度エポキシ樹脂に対する低分子量フェノール樹脂硬化剤
の化学量論比は任意に、約６０％−約１１０％の範囲、例えば約６５％−約１０
０％の範囲であり、現在の好ましい範囲は約６５％−約９０％である。

【００７５】 本文中で使用される“化学量論比”なる用語は、低粘度熱硬化性バインダー樹
脂系から成る前駆体中の樹脂の有効官能価（例えばエポキシ官能価）の数に対す
る硬化剤の官能価（例えばヒドロキシ官能価）の数の比である。個々の官能価の
数は当業界で公知の手段によって決定し得る。例えば、低粘度熱硬化性バインダ
ー樹脂系のエポキシ官能価の数は、低粘度熱硬化性バインダー樹脂系のエポキシ
基剤の前駆体成分（例えば、低粘度エポキシ樹脂）の重量を、この系のエポキシ
基剤の前駆体成分のエポキシ当量（ＥＥＷ）で除算することによって算定し得る
。“エポキシ当量”なる用語は、１グラム当量のエポキシ官能価を含有する前駆
体（例えば低粘度エポキシ樹脂）の重量（単位：グラム）を意味する。同様に、
低粘度熱硬化性バインダー樹脂系のヒドロキシ官能価の数は、低粘度熱硬化性バ
インダー樹脂系のヒドロキシ基剤の前駆体成分（例えば低分子量フェノール樹脂
、低分子量フェノール樹脂硬化剤）の重量を、該ヒドロキシ基剤の前駆体成分の
ヒドロキシ当量（ＨＥＷ）で除算することによって算定し得る。「ヒドロキシ当
量」なる用語は、１グラム当量のヒドロキシ官能価を含有する前駆体（例えば、
低分子量フェノール樹脂硬化剤）の重量（単位：グラム）を意味する。

【００７６】 本発明の実施に有用な低粘度熱硬化性バインダー樹脂系は更に、任意成分を含
有し得る。

【００７７】 例えば、低粘度熱硬化性バインダー樹脂系は、本発明の組成物の約０．００１
重量％−約３重量％の重量パーセント範囲で存在する適当な触媒系を含有し得る
。適当な触媒系は低粘度熱硬化性バインダー樹脂系の樹脂成分及び／または硬化
剤成分次第で異なる。

【００７８】 エポキシビニルエステル樹脂系に好適に使用される触媒系は、メチルエチルケ
トンペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジメチルアニリンなどであり、
これらを適宜併用してもよい。

【００７９】 任意にアミン硬化剤を含有する低分子量フェノール樹脂系（例えばフェノール
ノボラック基剤樹脂）に好適に使用される触媒系は、トルエンスルホン酸、フェ
ノールスルホン酸などの酸（酸性ｐＨ）であり、これらを適宜併用してもよい。

【００８０】 低粘度エポキシ樹脂と低分子量フェノール樹脂硬化剤とを組合せて使用する場
合、適当な触媒系は、低粘度エポキシ樹脂と低分子量フェノール樹脂との架橋を
進行させるように選択される。このような触媒としては、尿素基剤触媒、イミダ
ゾール触媒、トリフェニルホスフィン、ホスホニウム塩触媒、第三アミン触媒、
アミン塩触媒などがあり、これらのいずれかを適宜併用してもよい。代表的な尿
素基剤触媒は、ジウロン、モヌロン、フェヌロン、その適当な組合せなどである
。代表的なイミダゾール触媒は、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（２Ｐ
４ＭＺ）、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、その適当な組
合せなどである。代表的な第三アミン触媒は、ベンジルジメチルアミン（ＢＤＭ
Ａ）などである。代表的なアミン塩触媒は、ベンジルトリメチルアンモニウムク
ロリドなどである。

【００８１】 触媒混合物も使用できる。従って、低粘度エポキシ樹脂と低分子量フェノール
樹脂硬化剤との組合せから成る低粘度熱硬化性バインダー樹脂系に適した好まし
い触媒系は、本発明組成物の約０．００１重量％−約１．５重量％の重量パーセ
ント範囲で存在する尿素基剤触媒（例えばジウロン）と、本発明組成物の約０．
００１重量％−約０．５重量％の重量パーセント範囲で存在するイミダゾール触
媒（例えば、２−フェニル−４−メチルイミダゾール）とから成る。現在の好ま
しい代表的な混合物は、約０．５−約０．７重量％のジウロンと約０．０３−約
０．１重量％の２−フェニル−４−メチルイミダゾールとの混合物である。

【００８２】 本発明の実施に使用されたとき、適当な触媒系は、導電性熱硬化性成形コンパ
ウンドを適当な硬化条件下で約９０秒以内、例えば約６０秒以内、好ましくは約
４５秒以内で実質的に硬化させ得る。

【００８３】 本文中で使用された“実質的に硬化”なる用語は、成形コンパウンドの硬化が
十分に進行し、有効官能価の少なくとも５０％と、より低い化学量論的有効性を
もつバインダー樹脂成分とが反応したことを意味する。

【００８４】 材料の硬化パーセンテージのレベルは当業界で公知の手順で測定し得る。例え
ば、硬化レベルを測定するために示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を使用し得る。Ｄ
ＳＣ下で、未硬化材料と実質的硬化を試験する材料とを時間をかけて温度上昇さ
せ、材料の熱出力をこの温度上昇の関数として測定する。エポキシ樹脂−フェノ
ール樹脂重合は発熱反応であるから、ＤＳＣ曲線（熱流を温度の関数として示す
）の関連区域は低い化学量論的有効性をもつ樹脂成分の未硬化材料の量（即ち、
残留硬化レベル）を表す。従って、実質的硬化が試験される材料のＤＳＣ曲線の
関連区域（即ち、残留硬化レベル）と未硬化材料のＤＳＣ曲線の関連区域（即ち
、完全硬化レベル）とを比較し、完全硬化レベルに対する残留硬化レベルの比を
計算し、材料の被験重量に標準化すると、低い化学量論的有効性をもつ樹脂成分
と反応しなかった被験材料中の有効官能価のパーセンテージが得られる。このパ
ーセンテージを１００パーセントから減算することによって、反応した有効官能
価のパーセンテージが得られるので、被験材料が実質的に硬化したか否かを判断
できる。

【００８５】 適正な硬化条件は、低粘度バインダー樹脂系の前駆体から誘導体の形成（即ち
、硬化）を進行させる条件であり、温度、圧力、他の反応条件（例えば、高エネ
ルギー光子の存在など）及びそれらの適当な組合せを含む。適正な硬化条件では
、低粘度熱硬化性バインダー樹脂系の前駆体が、前駆体の適切な誘導体の形成に
必要な特定脱離基を減算した一般化学式：（前駆体）m〔式中、ｍ＞１〕を有す る誘導体を形成する。これらの誘導体は以下に示す前駆体の適切な反応生成物、
即ち、オリゴマー、グリシジルアミン、エトキシル化種、架橋種（例えば、エス
テル化のような付加物、及び、縮合物）、連鎖延長種（例えば、エステル化のよ
うな付加物、及び、縮合物）などのいずれかを含む。どの反応生成物が特定の前
駆体に適切であるかを当業者は容易に判断し得るであろう。

【００８６】 このような適正硬化条件を与える代表的な手段は、各々が適正な成形温度及び
圧力下で行われる射出成形、トランスファー成形及び圧縮成形である。適正な成
形温度は、約２５０゜Ｆ−約４５０゜Ｆの範囲、例えば約３００゜Ｆ−約３７５
゜Ｆの範囲の温度であり、現在の好ましい範囲は約３２５゜Ｆ−約３５０゜Ｆで
ある。適正な成形圧力は、約１００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）−約３０００
ｐｓｉの範囲、例えば約４００ｐｓｉ−約１５００ｐｓｉの範囲の圧力であり、
現在の好ましい範囲は約５００ｐｓｉ−約１０００ｐｓｉである。

【００８７】 加えて、低粘度熱硬化性バインダー樹脂系は更に、本発明組成物の約０．００
１重量％−約２重量％の重量パーセント範囲で存在する内部用離型剤を任意に含
有し得る。本文中で使用された“内部用離型剤”なる用語は、構造物を形成すべ
く熱硬化性成形コンパウンドに所望の形状を与える金型の表面に熱硬化性成形コ
ンパウンドが付着することを防止する任意の組成物を意味する。代表的な内部用
離型剤は、カルナバ蝋、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、脂肪酸（
及びその誘導体）、その適当な組合せなどである。

【００８８】 さらに、該低粘度熱硬化性バインダ樹脂系には、本発明の組成物の約０．００
１重量％〜約１５重量％でバインダ樹脂系溶媒を含有させることができ、例えば
本発明の組成物の約７重量％〜約１１重量％の範囲とする。本明細書で使用する
場合、「バインダ樹脂系溶媒」という用語には、低粘度熱硬化性バインダ樹脂系
が少なくとも部分的に可溶もしくは混合性であって、熱硬化性成形組成物の粘度
をさらに低下させる上で役立ついかなる溶媒をも含むものである。バインダ樹脂
系溶媒の例としては、アセトン、メチルエチルケトン、塩化メチレン、それらの
好適な組み合わせなどがある。

【００８９】 本発明によれば、熱硬化性成形組成物の製造方法において、バインダ樹脂系と
導電性充填剤を、該充填剤の完全性を保全するよう選択された条件下ならびにバ
インダ樹脂系で導電性充填剤を十分に浸潤させる条件下で混合する段階を有する
ことを特徴とする方法も提供される。適宜に、そのようにして形成された熱硬化
性成形組成物を、バインダ樹脂系溶媒の沸点からバインダ樹脂系のほぼ硬化温度
未満の範囲の温度で、バインダ樹脂系溶媒濃度が導電性熱硬化性組成物の３重量
％未満まで低下させるだけの時間にわたって加熱することができる。

【００９０】 充填剤の完全性を保全するよう選択される条件には、バインダ樹脂系および導
電性充填剤が受ける剪断力（すなわち、本発明の組成物のこれら２種類の成分の
混合時）が十分低く、形成される成形組成物から得られる構造物が０．００５Ω
−ｃｍ以下の電気抵抗を有するようになるような条件などがある。バインダ樹脂
系と導電性充填剤の混合において加える仕事量が過度に大きいと（すなわち、本
発明の組成物のこれら２種類の成分の混合時）、充填剤粒子の完全性が低下して
、形成される成形組成物から得られる構造物が約０．００５Ω−ｃｍ以上の電気
抵抗を有することになることが認められている。従って、充填剤の完全性を保全
するよう選択される条件には、バインダ樹脂系と導電性充填剤の混合（すなわち
、本発明の組成物のこれら２種類の成分の混合時）において加える仕事量が十分
低く、形成される成形組成物から得られる構造物が０．００５Ω−ｃｍ以下の電
気抵抗を有するようになるような条件も含まれる。その仕事量は、特定の反応条
件下での混合工程で使用される混合機への経時的な電気エネルギー投入量（バッ
チサイズに対して標準化したもの）を測定することで（すなわち、当業界で公知
の方法によって）求めることができる。本発明で想到されるように、充填剤の完
全性を保全する上で必要な仕事量は、ホバート混合機Ｖ−１４０１型（Hobart M
ixer Model No.V-1401；Hobart, Inc., Troy, OHから市販）を速度設定３（すな
わち約１５０ｒｐｍ）で約７０Ｆにて３０分間運転させ、刃形状Ｔ６８０６４（
平面ビーター）（Hobart, Inc., Troy, OHから市販）を用いて、実施例６の熱硬
化性成形組成物のバッチサイズおよび成分を混合した場合に生じる仕事量を超え
ないものと考えられる。

【００９１】 さらに、充填剤の完全性を保全するよう選択される条件に関しては例えば、連
続処理機構（例：連続コンベアベルト）の一部として導電性充填剤上にバインダ
樹脂系を噴霧したり、導電性充填剤をバインダ樹脂系中に折り込んだり（例：タ
ンブラーで）することができる。

【００９２】 本明細書で使用する場合、「浸潤」という用語は、バインダ樹脂系を充填剤と
十分に混合するか、あるいはバインダ樹脂系を充填剤内に十分に分散させること
で、未コーティングの導電性充填剤フレークが認められなくなる（肉眼で）こと
を意味する。浸潤すると、導電性充填剤フレークは粘性となる場合があり（バイ
ンダ樹脂コーティングのため）、該導電性充填剤フレークが注ぎ込み可能な溶液
を形成できない場合がある。「浸潤」を促進する条件の例としては、混合時間の
延長；混合速度の上昇；バインダ樹脂系と導電性充填剤混合物への適宜のバイン
ダ系溶媒の添加；ならびにバインダ樹脂系の硬化温度より低い温度まで混合・処
理温度を上昇させることなどがある。

【００９３】 本発明の別の態様においては、上記の熱硬化性成形組成物から得られる導電性
・熱伝導性構造物も提供される。そのような構造物は、所望の多角形状もしくは
曲線形状の１以上の薄壁部分を有することができる。その薄壁部分の好ましい形
状は、該薄壁部分を有する構造物の２極プレートとしての使用を促進する形状な
どがある。

【００９４】 薄壁部分の厚さは、約０．００３インチ〜約０．２００インチの範囲とするこ
とができ、好ましくは約０．０１２インチ〜約０．０６０インチとする。その厚
さは、当業界で公知の方法によって測定することができる（すなわち、マイクロ
メーター、カリパスなど）。

【００９５】 上記構造物の薄壁部分はさらに、別の特性を有することもできる。例えば、該
構造の薄壁部分は、該構造の極限曲げ強度の約５０％以上の曲げ応力がかかった
場合に、ひび割れ（すなわち、肉眼で観察できるひび割れおよび／またはミクロ
破壊）を回避できるだけの強度を有するものとすることができる。該構造の薄壁
部分は、該構造の極限曲げ強度の約９５％以下の曲げ応力がかかった場合に、ひ
び割れ（すなわち、肉眼で観察できるひび割れおよび／またはミクロ破壊）を回
避できるだけの強度を有するものとすることができる。曲げ応力の範囲としては
例えば、約２５００ｐｓｉ〜約７２００ｐｓｉである。

【００９６】 構造物の極限曲げ強度は、曲げ強度測定に関して当業界で公知の手段によって
測定することができる。例えば、極限曲げ強度は、ＡＳＴＭ曲げ特性手順によっ
て測定することができる。ＡＳＴＭ曲げ特性手順はＡＳＴＭ基準書（Annual Boo
k of ASTM Standards (1997)）に記載されている（指定名称Ｄ７９０−９７下に
、さらには「Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforce
d and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials」という表 題下で）。本ＡＳＴＭ曲げ特性手順に関連する該ＡＳＴＭ基準書の部分は全て、
引用によって本明細書に含まれるものとする。

【００９７】 さらに、構造物の薄壁部分は、約０．００２５Ω−ｃｍ以下の電気抵抗を有す
ることができる。構造物の薄壁部分は、約０．０００１Ω−ｃｍ以上の電気抵抗
を有することができる。その範囲は例えば、約０．０００２Ω−ｃｍ〜約０．０
０２５Ω−ｃｍであり、現在好ましい範囲としては約０．０００３５Ω−ｃｍ〜
約０．００１Ω−ｃｍである。

【００９８】 電気抵抗は、電気抵抗測定に関して当業界で公知の手段によって測定すること
ができる。例えば、構造物の電気抵抗は、ＡＳＴＭ電気抵抗測定手順によって測
定することができる。ＡＳＴＭ電気抵抗測定手順はＡＳＴＭ基準書（Annual Boo
k of ASTM Standards (1997)）に記載されている（指定名称Ｂ１９３−９５下に
、さらには「Standard Test Methods for Resistivity of Electrical Conducto
r Materials」という表題下で）。本ＡＳＴＭ電気抵抗測定手順に関連する該Ａ ＳＴＭ基準書の部分は全て、引用によって本明細書に含まれるものとする。

【００９９】 さらに、構造物の薄壁部分は、約３（Ｗ／ｍ）Ｋ以上の熱伝導率（約２０℃〜
約１２０℃の温度範囲全体での平均として調べたもの）を有することができる。
構造物の薄壁部分は、約５０（Ｗ／ｍ）Ｋ以上の電気抵抗を有することができる
。範囲としては例えば、約４．５（Ｗ／ｍ）Ｋ〜約２０（Ｗ／ｍ）Ｋの範囲など
があり、現在好ましい範囲は約６（Ｗ／ｍ）Ｋ〜約１５（Ｗ／ｍ）Ｋである。

【０１００】 熱伝導率は、熱伝導率測定に関して当業界で公知の手段によって測定すること
ができる。例えば、構造物の熱伝導率は、フラッシュ法によって測定することが
できる。フラッシュ法は、ＡＳＴＭ基準書（Annual Book of ASTM Standards (1
997)）に記載されている（指定名称Ｅ１４６１−９２下に、さらには「Standard
Test Method for Thermal Diffusivity of Solids by the Flash Method」とい
う表題下で）。本フラッシュ法に関連する該ＡＳＴＭ基準書の部分は全て、引用
によって本明細書に含まれるものとする。

【０１０１】 本発明のさらに別の態様では、上記の前記熱硬化性成形組成物からの構造物の
製造方法であって、該熱硬化性成形組成物を所望の形状に成形する段階ならびに
該所望の形状を好適な硬化条件に曝露することで構造物を形成する段階を有して
なる方法が提供される。

【０１０２】 該構造物の成形は、本発明の成形組成物から形成される薄壁構造物の電気抵抗
を約０．００５Ω−ｃｍより大きい値まで上昇させない方法によって行われる。
それには例えば、射出成形、トランスファー成形、圧縮成形および充填剤の完全
性を保全するよう選択される条件下で行うことができる他の成形方法などがある
。

【０１０３】 前記所望の形状は、好適な硬化条件下に約６０秒以下で、前記構造物製造方法
によって実質的に硬化させることもできる。実質的に硬化した成形組成物を、好
適な硬化条件下（例：約３５０Ｆの炉中で焼成）に、本発明の成形組成物のバイ
ンダ樹脂成分をほぼ完全に重合させるだけの時間にわたり（例：約１〜約１０分
間）連続処理することでさらに硬化させることもできる。

【０１０４】 本明細書で引用の参考文献はいずれも、引用によって本明細書に含まれるもの
とする。

【０１０５】 以下、実施例を参照しながら、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発
明はこれら実施例によって限定されるものではない。本明細書に記載の内容から
、本特許の期間中に、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の他の実施態様
を、当業者が見出す場合があると考えられる。

【０１０６】 （実施例） 実施例１ 熱硬化性成形組成物の製造方法 実施例２〜５および実施例６（実施例６に記載の変更を加えて）に示した熱硬
化性成形組成物を以下の方法に従って製造した。

【０１０７】 所定量の低粘度エポキシ樹脂（例：ＤＥＮ４３１（登録商標）、ＤＥＮ４３８
（登録商標）またはこれらの混合物）をホバート混合機Ａ２００型（Hobart, In
c., Troy, OHから市販）の混合ボウルに入れた。導電性および熱伝導性熱硬化性
成形組成物を製造するのに必要な混合プロセス全体を通じて、混合機が速度設定
３で運転するよう設定した。

【０１０８】 所定量の低分子量フェノール樹脂（例：ＨＲＪ−１１６６、ＨＲＪ−１５８３
またはそれらの混合物）を所定量のバインダ樹脂系溶媒に溶かした。そのフェノ
ール樹脂／溶媒溶液を、混合機中の低粘度エポキシ樹脂にゆっくり加えた。

【０１０９】 第１の内部剥離剤（例；カルヌバ（Carnuba）ロウ）、尿素系触媒（例：ジウ ロン）、第２の内部剥離剤（例：ステアリン酸亜鉛）およびイミダゾール系触媒
（例：２−フェニル−４−メチルイミダゾール）をそれぞれ、１回に１種類ずつ
、混合機中の混合物にゆっくり加えた。

【０１１０】 混合が完了したら、得られた混合物（完成低粘度熱硬化性バインダ樹脂系を提
供する）を混合機から出し、放置した。

【０１１１】 所定量の導電性充填剤（例：天然片状黒鉛）を、混合機の混合ボウルに加えた
。

【０１１２】 上記のように製造し、混合機から取り出し、放置しておいた低粘度熱硬化性バ
インダ樹脂系を所定量、混合機中の導電性充填剤にゆっくり加えた。導電性充填
剤がバインダ樹脂系によって浸潤するまで、得られた熱硬化性成形組成物を混合
機中で混合した（例：バッチサイズ２５００ｇについて１〜３分間）。

【０１１３】 ３２５Ｆで２０分間加熱した場合の成形組成物サンプルの残留揮発分損失によ
って測定されるバインダ溶媒濃度（例：アセトン）が成形組成物の３重量％以下
になるまで、得られた湿潤熱硬化性成形組成物を１８０Ｆにてトレーで乾燥した
（例：乾燥機による乾燥）。

【０１１４】 実施例２ ＤＥＮ４３１（登録商標）系熱硬化性成形組成物 実施例１の方法に従って、以下の表１に示した成分組成となるように、２５０
０ｇ規模のバッチのＤＥＮ４３１（登録商標）系熱硬化性成形組成物を製造した
。

【０１１５】

【表１】

【０１１６】 実施例３ ＤＥＮ４３１（登録商標）／４３８（登録商標）／低イミダゾール系熱硬化性 成形組成物 実施例１の方法に従って、以下の表２に示した成分組成となるように、２５０
０ｇ規模のバッチのＤＥＮ４３１（登録商標）／４３８（登録商標）／イミダゾ
ール（２Ｐ４ＭＺ）（０．０４４重量％）系熱硬化性成形組成物を製造した。

【０１１７】

【表２】

【０１１８】 実施例４ ＤＥＮ４３１（登録商標）／４３８（登録商標）／高イミダゾール系熱硬化性 成形組成物 実施例１の方法に従って、以下の表３に示した成分組成となるように、２５０
０ｇ規模のバッチのＤＥＮ４３１（登録商標）／４３８（登録商標）／イミダゾ
ール（２Ｐ４ＭＺ）（０．０６５重量％）系熱硬化性成形組成物を製造した。

【０１１９】

【表３】

【０１２０】 実施例５ ＤＥＮ４３１（登録商標）／４３８（登録商標）／非イミダゾール系熱硬化性 成形組成物 実施例１の方法に従って、以下の表４に示した成分組成となるように、２５０
０ｇ規模のバッチのＤＥＮ４３１（登録商標）／４３８（登録商標）／非イミダ
ゾール（２Ｐ４ＭＺ）系熱硬化性成形組成物を製造した。

【０１２１】

【表４】

【０１２２】 実施例６ 充填剤の完全性を保全するよう選択される条件の上限−熱硬化性成形組成物の 大量バッチ負荷 以下のような変更を加えた以外は実施例１の方法に従って、以下の表５に示し
た成分組成を有するように、バッチ規模５０ポンドのＥＰＯＮ８２８（登録商標
）／ＤＥＲ６６１（登録商標）系熱硬化性組成物を製造した。使用した方法は、
以下の変更を加えた以外、実施例１に記載の方法であった。

【０１２３】 １．組成物の製造に必要な混合工程全体を通じて、混合機（ホバート混合機Ｖ
−１４０１型；Hobart, Inc., Troy, OHから市販）を速度設定３（すなわち、約
１５０ｒｐｍ；異なる混合機では、同じ速度設定であっても異なる回転数（ｒｐ
ｍ）となる場合がある）で運転するよう設定した。

【０１２４】 ２．熱硬化性成形組成物のバインダ樹脂系成分および導電性充填剤成分を３０
分間混合した。

【０１２５】 ３．バッチサイズを５０ポンド（上記の通り）とした。

【０１２６】

【表５】

【０１２７】 実施例７ 構造物の曲げ強度の測定 圧縮成型法によって、３枚の薄壁構造物基準パネル（６インチ×６インチ×０
．１インチ）を製造した。すなわち、実施例２、実施例５および実施例６に従っ
て製造した各熱硬化性成形組成物から１枚の基準パネルを製造した（それぞれ、
パネル１、パネル２およびパネル３）。各基準パネルを切って、３個の試験試料
を得た（０．７５インチ×２．２５インチ×０．０１インチ）。

【０１２８】 各試験試料の極限曲げ強度（例：ひび割れ直前に構造物にかかる応力）を、Ａ
ＳＴＭ基準書（Annual Book of ASTM Standards (1997)）に記載の（指定名称Ｄ
７９０−９７下に、さらには「Standard Test Methods for Flexural Propertie
s of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Mate
rials」という表題下で）ＡＳＴＭ曲げ特性手順に従って測定した。

【０１２９】 各パネルの３個の試料について得られた極限曲げ強度の結果の平均を求めて、
特定のパネルについての平均極限曲げ強度を得た。そのようにして得られた各パ
ネルについての平均極限曲げ強度の結果を、以下の表６に示してある。

【０１３０】

【表６】

【０１３１】 実施例８ 構造物の電気抵抗測定 圧縮成型法によって、３枚の薄壁構造物肉厚ディスク（径４インチ×厚さ０．
１インチ）を製造した。すなわち、実施例２、実施例５および実施例６に従って
製造した各熱硬化性成形組成物から１枚の肉厚ディスクを製造した（それぞれ、
ディスク１、ディスク２およびディスク３）。

【０１３２】 ディスク１〜３の電気抵抗（例：導電率の逆数）を、ＡＳＴＭ基準書（Annual
Book of ASTM Standards (1997)）に記載の（指定名称Ｂ１９３−９５下に、さ
らには「Standard Test Methods for Resistivity of Electrical Conductor Ma
terials」という表題下で）ＡＳＴＭ電気抵抗測定手順に従って測定した。

【０１３３】 電気抵抗測定の結果を以下の表７に示してある。

【０１３４】

【表７】

【０１３５】 実施例９ 構造物の熱伝導率測定 圧縮成型法によって、２枚の薄壁構造物基準プレート（６インチ×６インチ×
０．１インチ）を製造した。すなわち、実施例５および実施例３に従って製造し
た各熱硬化性成形組成物から１枚の基準プレートを製造した（それぞれ、プレー
ト１およびプレート２）。各基準プレートを加工して、試験試料を得た（０．５
インチ×０．５インチ×０．０８０インチ）。

【０１３６】 プレート１およびプレート２のそれぞれからの試験試料の熱伝導率を、ＡＳＴ
Ｍ基準書（Annual Book of ASTM Standards (1997)）に記載の（指定名称Ｅ１４
６１−９２下に、さらには「Standard Test Method for Thermal Diffusivity o
f Solids by the Flash Method」という表題下で）フラッシュ法に従って、温度
を変化させながら測定した。

【０１３７】 熱伝導率測定の結果を、以下の表８に示してある。

【０１３８】

【表８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ハルブリツター，アレン アメリカ合衆国、ミネソタ・55987、ウイ ノーナ、ウエスト・ブロードウエイ・415 (72)発明者 ワイスフエニング，ジヨン アメリカ合衆国、ミネソタ・55959、ミネ ソタ・シテイ、バーチ・エコー・ロード・ 216 (72)発明者 アルメン，グレゴリー アメリカ合衆国、アリゾナ・85201、メサ、 ノース・スタンデイジ・ロード・651 Ｆターム(参考） 4J002 CC041 CC042 CC051 CC052 CD041 CD051 CD061 DA027 EU186 FD017 FD142 FD146 4J036 AD07 AD08 AF06 AF07 AK01 CA21 DC02 DC05 DC25 DC40 FA02 FB08 GA29 JA15 KA03 5G301 DA18 DA19 DA57 DA60 DD10 5H026 AA02 EE06 EE18 HH00 HH03 HH09

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱硬化性成形組成物において、 約１０〜約３０重量％の低粘度熱硬化性バインダ樹脂系、および 約７０〜約９０重量％の充填剤 を含むことを特徴とする熱硬化性成形組成物。
2. 【請求項２】 前記充填剤が導電性および熱伝導性である請求項１に記載の
   熱硬化性成形組成物。
3. 【請求項３】 前記充填剤が天然片状黒鉛である請求項２に記載の熱硬化性
   成形組成物。
4. 【請求項４】 前記充填剤が導電性および熱伝導性の合成グラファイトであ
   る請求項２に記載の熱硬化性成形組成物。
5. 【請求項５】 前記低粘度熱硬化性バインダ樹脂系がエポキシビニルエステ
   ル樹脂系を含む請求項２に記載の熱硬化性成形組成物。
6. 【請求項６】 前記低粘度熱硬化性バインダ樹脂系が、低分子量フェノール
   樹脂および適宜にアミン硬化剤を含む請求項１に記載の熱硬化性成形組成物。
7. 【請求項７】 前記低粘度熱硬化性バインダ樹脂系が、低粘度エポキシビニ
   ルエステル樹脂および低分子量フェノール樹脂を併せて含有し；該フェノール樹
   脂硬化剤の該エポキシ樹脂に対する化学量論比が約６０％〜約１１０％となるよ
   う組み合わせてある請求項１に記載の熱硬化性成形組成物。
8. 【請求項８】 前記低粘度エポキシ樹脂が、固体または液体のフェノールノ
   ボラック系樹脂、クレゾールノボラック系樹脂、エポキシ化フェノールノボラッ
   ク系樹脂、エポキシ化クレゾールノボラック系樹脂、ビフェニル系エポキシ樹脂
   、ジシクロペンタジエン系エポキシ樹脂、ビスＦ型エポキシ樹脂、ビスＡ型エポ
   キシ樹脂およびそれらの好適な組み合わせから選択される請求項７に記載の熱硬
   化性成形組成物。
9. 【請求項９】 前記低粘度エポキシ樹脂の粘度が約５２℃で約１４００セン
   チポアズ〜約５０００センチポアズの範囲である請求項７に記載の熱硬化性成形
   組成物。
10. 【請求項１０】 前記低粘度エポキシ樹脂が約１６５〜約２５０の範囲のエ
    ポキシ当量（ＥＥＷ）を有する請求項７に記載の熱硬化性成形組成物。
11. 【請求項１１】 前記低分子量フェノール樹脂硬化剤が約６０℃〜約９０℃
    の範囲の軟化点を有する請求項７に記載の熱硬化性成形組成物。
12. 【請求項１２】 前記低分子量フェノール樹脂硬化剤が約６００未満の分子
    量を有する請求項７に記載の熱硬化性成形組成物。
13. 【請求項１３】 前記低分子量フェノール樹脂硬化剤が約９５〜約１１５の
    範囲の水酸基当量（ＨＥＷ）を有する請求項７に記載の熱硬化性成形組成物。
14. 【請求項１４】 前記低粘度エポキシ樹脂がビスＦ型エポキシ樹脂類の混合
    物であり；各樹脂が約１７２〜約１８１の範囲のエポキシ当量（ＥＥＷ）を有し
    ；前記低分子量フェノール樹脂硬化剤が約１０３〜１０７の範囲の水酸基当量（
    ＨＥＷ）を有し；該フェノール樹脂硬化剤の該エポキシ樹脂に対する化学量論比
    が約７０％である請求項７に記載の熱硬化性成形組成物。
15. 【請求項１５】 約０．００１〜約３重量％の好適な触媒系をさらに含む請
    求項７に記載の熱硬化性成形組成物。
16. 【請求項１６】 約０．００１〜約３重量％の好適な触媒系をさらに含み；
    該好適な触媒系が約０．００１〜約１．５重量％の尿素系触媒と約０．００１〜
    約０．５重量％のイミダゾール系触媒を含む請求項７に記載の熱硬化性成形組成
    物。
17. 【請求項１７】 前記尿素系触媒がジウロンであり、前記イミダゾール系触
    媒が２−フェニル−４−メチルイミダゾールである請求項１６に記載の熱硬化性
    成形組成物。
18. 【請求項１８】 前記熱硬化性成形組成物が好適な硬化条件下で約６０秒以
    内に実質的に硬化する請求項１６に記載の熱硬化性成形組成物。
19. 【請求項１９】 約０．００１〜約２重量％の内部剥離剤をさらに含む請求
    項１に記載の熱硬化性成形組成物。
20. 【請求項２０】 約０．００１〜約１５重量％のバインダ樹脂系溶媒をさら
    に含む請求項１に記載の熱硬化性成形組成物。
21. 【請求項２１】 成形組成物の製造方法において、低粘度熱硬化性バインダ
    樹脂系と充填剤を、該充填剤の完全性を保全するよう選択した条件下ならびに前
    記導電性充填剤が前記バインダ樹脂系で浸潤されるような条件下で混合する段階
    を有してなることを特徴とする成形組成物の製造方法。
22. 【請求項２２】 請求項２に記載の熱硬化性成形組成物から製造される導電
    性・熱伝導性構造物。
23. 【請求項２３】 前記構造物が１以上の薄壁部分を有する請求項２２に記載
    の導電性・熱伝導性構造物。
24. 【請求項２４】 前記薄壁部分が約０．０１２インチ〜約０．２００インチ
    の範囲の厚さを有する請求項２３に記載の構造物。
25. 【請求項２５】 前記薄壁部分が約２５００ｐｓｉ以下の曲げ応力下でひび
    割れを起こさないだけの強度を有する請求項２３に記載の構造物。
26. 【請求項２６】 前記薄壁部分が約０．０００１Ωｃｍ〜約０．０１Ωｃｍ
    の範囲の電気抵抗を有する請求項２３に記載の構造物。
27. 【請求項２７】 前記薄壁部分が約３（Ｗ／ｍ）Ｋ以上の熱伝導率を有する
    請求項２３に記載の構造物。
28. 【請求項２８】 熱硬化性成形組成物から構造物を製造する方法であって、 請求項１に記載の熱硬化性成形組成物を所望の形状に成形する段階；ならびに 該所望の形状を好適な硬化条件に曝露して構造物を形成する段階 を有してなる方法。
29. 【請求項２９】 前記所望の形状を好適な硬化条件下にて約６０秒以内で実
    質的に硬化させる請求項２８に記載の方法。